作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為輪式裝載機等作業(yè)車輛，已知裝備了具有扭矩轉(zhuǎn)換器和多級變速裝置的動力傳遞裝置(以下，稱為“扭矩轉(zhuǎn)換器式變速裝置”)的車輛。另一方面，近年來，作為代替扭矩轉(zhuǎn)換器式變速裝置的動力傳遞裝置，已知有HMT (液壓一機械式變速裝置)及EMT (電一機械式變速裝置)。
[0003]如專利文獻I所公開，HMT具有齒輪機構(gòu)和與齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部件連接的馬達，將來自發(fā)動機的驅(qū)動力的一部分轉(zhuǎn)換成液壓而傳遞至行駛裝置，并且，將驅(qū)動力的剩余部分機械性地傳遞至行駛裝置。
[0004]HMT為了能夠進行無級變速而具備例如行星齒輪機構(gòu)和液壓馬達。行星齒輪機構(gòu)的太陽齒輪、齒輪架、環(huán)形齒輪這3個部件中的第一部件與輸入軸連結(jié)，第二部件與輸出軸連結(jié)。另外，第三部件與液壓馬達連結(jié)。液壓馬達根據(jù)作業(yè)車輛的行駛狀況起到馬達及栗的作用。HMT通過改變所述液壓馬達的轉(zhuǎn)速，能夠連續(xù)地改變輸出軸的轉(zhuǎn)速。
[0005]另外，EMT中使用電動馬達，以代替HMT中的液壓馬達。電動馬達根據(jù)作業(yè)車輛的行駛狀況起到馬達或發(fā)電機的作用。與HMT —樣，EMT通過改變所述電動馬達的轉(zhuǎn)速，能夠連續(xù)地改變輸出軸的轉(zhuǎn)速。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:(日本)特開2006-329244號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]在HMT或EMT中，也有動力的傳遞路徑可在兩個模式間切換的設計。已知這種可在多個模式間進行切換的HMT或EMT能夠以較小的動力傳遞裝置實現(xiàn)寬范圍的速度比。兩個模式中的一方為低速行駛時的模式(以下，稱為“低速模式”)，另一方為高速行駛時的模式(以下，稱為“高速模式”)。模式的切換例如根據(jù)動力傳遞裝置的速度比進行。在速度比為規(guī)定的模式切換閾值以下時，選擇低速模式。在速度比大于模式切換閾值時，選擇高速模式。
[0011]圖13(a)表示各模式下的馬達轉(zhuǎn)速的變化。圖13的曲線圖中，橫軸表示動力傳遞裝置的速度比，縱軸表示馬達的轉(zhuǎn)速。另外，實線Lml表示第一馬達的轉(zhuǎn)速，虛線Lm2表示第二馬達的轉(zhuǎn)速。
[0012]低速模式下，隨著速度比的增大，第一馬達的轉(zhuǎn)速增大，而第二馬達的轉(zhuǎn)速減小。在該情況下，第一馬達產(chǎn)生驅(qū)動力，第二馬達進行能量再生。另外，在高速模式下，隨著速度比的增大，第一馬達的轉(zhuǎn)速減小，而第二馬達的轉(zhuǎn)速增大。在該情況下，第一馬達進行能量再生，第二馬達產(chǎn)生驅(qū)動力。
[0013]上述各模式的切換通過設于齒輪機構(gòu)的兩個離合器的切換來進行。S卩，齒輪機構(gòu)具有高速模式用的離合器(以下，稱為“高速離合器”)和低速模式用的離合器(以下，稱為“低速離合器”)，在低速模式下，低速離合器接合，高速離合器切斷。另外，在高速模式下，低速離合器切斷，高速離合器接合。例如，在從高速模式向低速模式切換時，在高速離合器接合的狀態(tài)(結(jié)合)下，將低速離合器從切斷狀態(tài)(斷開)切換成接合狀態(tài)(結(jié)合)。然后，在確認到低速離合器接合時，將高速離合器從接合狀態(tài)(結(jié)合)切換成切斷狀態(tài)(斷開)。因此，在模式切換點會瞬間發(fā)生高速離合器和低速離合器雙方同時接合的狀態(tài)。
[0014]在HMT或EMT中，為了盡可能減少車速的急劇變化或扭矩變動，從而流暢地進行各模式間的切換，優(yōu)選瞬間進行各離合器的切換。但是，相對于指令信號向離合器的輸出，離合器的接合開始到完成為止，需要一定的時間。因此，難以在瞬間進行各離合器的切換。
[0015]例如，如在圖13(b)中由箭頭Al所示，假定作業(yè)車輛減速，從高速模式切換到低速模式的情況。若在速度比到達模式切換點時輸出切換離合器的指令信號，則由于直到低速離合器接合完成為止需要時間，因此，在依舊處于高速模式的狀態(tài)下，速度比成為小于模式切換點的值。然后，低速離合器的接合完成時，成為低速離合器和高速離合器均接合的狀態(tài)。因此，如箭頭A2所示，速度比返回至模式切換點。此時，速度比將會增大。然后，通過高速離合器切斷，轉(zhuǎn)換到低速模式，如箭頭A3所示，速度比再次減小。
[0016]圖13(c)通過車速隨時間經(jīng)過的變化來表示上述現(xiàn)象。如圖13(c)所示，在從速度比到達模式切換點的時刻Tml到低速離合器接合完成的時刻Tm2為止的期間，作業(yè)車輛的車速增大。因此，減速中的作業(yè)車輛暫時發(fā)生加速。這種現(xiàn)象會給操作員帶來不適感。
[0017]本發(fā)明的課題在于，提供一種作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法，其在HMT或EMT式動力傳遞裝置中切換動力傳遞路徑時，能夠減少給操作員帶來的不適感。
[0018]用于解決課題的技術(shù)方案
[0019]本發(fā)明的第一實施方式的作業(yè)車輛，具備發(fā)動機、液壓栗、工作裝置、行駛裝置、動力傳遞裝置、控制部。液壓栗由發(fā)動機進行驅(qū)動。工作裝置通過從液壓栗排出的液壓油驅(qū)動。行駛裝置由發(fā)動機進行驅(qū)動。動力傳遞裝置將來自發(fā)動機的驅(qū)動力傳遞至行駛裝置?？刂撇靠刂苿恿鬟f裝置。
[0020]動力傳遞裝置具有輸入軸、輸出軸、齒輪機構(gòu)、馬達、離合器。齒輪機構(gòu)具有行星齒輪機構(gòu)，將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸。馬達與行星齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部件連接。離合器將動力傳遞裝置中的驅(qū)動力的傳遞路徑從第一模式切換成第二模式。傳遞路徑為第一模式時，離合器為切斷狀態(tài)。傳遞路徑為第二模式時，離合器為接合狀態(tài)。
[0021]動力傳遞裝置通過改變馬達的轉(zhuǎn)速，改變輸出軸相對于輸入軸的速度比。當與速度比對應的速度比參數(shù)為規(guī)定的模式切換閾值時，第一模式下的馬達相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比和第二模式下的馬達相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比相等。
[0022]控制部具有預測接合時間決定部、速度比參數(shù)推定部、離合器控制部。當離合器為切斷狀態(tài)時，預測接合時間決定部決定預測接合時間。預測接合時間是從離合器的接合開始到接合完成為止所需要的時間的預測值。速度比參數(shù)推定部決定從當前時刻經(jīng)過了預測接合時間后的速度比參數(shù)的推定值。在速度比參數(shù)的推定值達到模式切換閾值時，離合器控制部輸出用于使離合器接合的離合器指令信號。
[0023]在該情況下，考慮到預測接合時間，在速度比參數(shù)達到模式切換閾值之前輸出離合器指令信號。因此，可在速度比參數(shù)大致達到模式切換閾值的時刻結(jié)束離合器的接合。由此，在速度比參數(shù)達到模式切換閾值時，能夠迅速地進行模式的切換。
[0024]優(yōu)選地，作業(yè)車輛還具備油溫檢測部。離合器為液壓式離合器，油溫檢測部檢測向離合器供給的液壓油的溫度。控制部還具有存儲部。存儲部存儲預測接合時間信息。預測接合時間信息限定包含液壓油溫度的接合時間參數(shù)和預測接合時間之間的關(guān)系。預測接合時間決定部基于油溫檢測部檢測出的液壓油的溫度和預測接合時間信息來決定預測接合時間。
[0025]在該情況下，通過利用向離合器供給的液壓油的溫度，可精確地對預測接合時間進行預測。
[0026]優(yōu)選地，速度比參數(shù)推定部每隔規(guī)定時間記錄速度比參數(shù)，從記錄的速度比參數(shù)求得速度比參數(shù)的變化率。然后，速度比參數(shù)推定部從速度比參數(shù)的變化率決定速度比參數(shù)的推定值。在該情況下，通過使用速度比參數(shù)變化的記錄，能夠精確地推定速度比參數(shù)的推定值。
[0027]優(yōu)選地，控制部還具有馬達控制部和目標軌跡決定部。馬達控制部控制馬達。目標軌跡決定部決定目標軌跡。目標軌跡是從離合器指令信號的輸出時刻到經(jīng)過了預測接合時間的時刻為止的速度比參數(shù)變化的目標軌跡。馬達控制部控制馬達，從而在從離合器指令信號的輸出時刻到經(jīng)過了預測接合時間為止的期間，使速度比參數(shù)按照目標軌跡變化。
[0028]在該情況下，即使在輸出離合器指令信號后對作業(yè)車輛作用的外力急劇變化，通過控制馬達，也能夠按照目標軌跡修正速度比參數(shù)。即，通過控制馬達，可緩和外力引起的對速度比的影響。因此，可抑制速度比參數(shù)發(fā)生與速度比參數(shù)推定部所進行的推定大幅不同的變化。由此，例如在輸出離合器指令信號后實施制動的情況或挖掘開始的情況等，即使外力急劇變化，也能夠在速度比參數(shù)達到模式切換閾值時及時地進行離合器的切換。
[0029]優(yōu)選地，第一模式下的相對于馬達轉(zhuǎn)速的速度比的變化率與第二模式下的相對于馬達轉(zhuǎn)速的速度比的變化率不同。
[0030]本發(fā)明的第二實施方式的控制方法是具備動力傳遞裝置的作業(yè)車輛的控制方法。動力傳遞裝置具有輸入軸、輸出軸、齒輪機構(gòu)、馬達、離合器。齒輪機構(gòu)具有行星齒輪機構(gòu)，將輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸。馬達與行星齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部件連接。離合器將動力傳遞裝置中的驅(qū)動力的傳遞路徑從第一模式切換成第二模式。傳遞路徑為第一模式時，離合器為切斷狀態(tài)。傳遞路徑為第二模式時，離合器為接合狀態(tài)。
[0031]動力傳遞裝置通過改變馬達的轉(zhuǎn)速，改變輸出軸相對于輸入軸的速度比。當與速度比對應的速度比參數(shù)為規(guī)定的模式切換閾值時，第一模式下的馬達相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比和第二模式下的馬達相對于輸入軸的轉(zhuǎn)速比相等。
[0032]控制方法具備以下步驟。在第一步驟中，在離合器為切斷狀態(tài)時，決定從離合器接合開始到接合完成所需要的時間的預測值即預測接合時間。在第二步驟中，決定從當前時刻經(jīng)過了預測接合時間后的速度比參數(shù)的推定值。在第三步驟中，在速度比參數(shù)的推定值達到模式切換閾值時，輸出用于使離合器接合的離合器指令信號。
[0033]在該情況下，考慮到預測接合時間，在速度比參數(shù)達到模式切換閾值之前輸出離合器指令信號。因此，可在速度比參數(shù)大致達到模式切換閾值的時刻完成離合器的接合。由此，在速度比參數(shù)達到模式切換閾值時，能夠迅速地進行模式的切換。
[0034]發(fā)明效果
[0035]根據(jù)本發(fā)明，可提供在HMT或EMT式動力傳遞裝置中切換動力傳遞路徑時，能夠減少給操作員帶來的不適感的作業(yè)車輛及作業(yè)車輛的控制方法。
【附圖說明】
[0036]圖1是實施方式的作業(yè)車輛的側(cè)視圖；
[0037]圖2是表示作業(yè)車輛結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0038]圖3是表示動力傳遞裝置結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0039]圖4是表示第一馬達及第二馬達的轉(zhuǎn)速隨動力傳遞裝置的速度比的變化的圖；
[0040]圖5是表示第一行星齒輪機構(gòu)和第二行星齒輪機構(gòu)的各部件的轉(zhuǎn)速與齒數(shù)之間的關(guān)系的共線圖；
[0041]圖6是表示第一實施方式的控制部執(zhí)行的處理的控制方框圖；
[0042]圖7是表示速度比參數(shù)推定部進行的推定速度比的決定方法的圖；
[0043]圖8是表示第二實施方式的控制部執(zhí)行的處理的控制方框圖；
[0044]圖9是表示目標軌跡的一例的圖；
[0045]圖10是表示在比較例的作業(yè)車輛中，在離合器指令信號的輸出時刻之后，外力大幅變化時的速度比的變化的圖；
[0046]圖11是表示另一實施方式的動力傳遞裝置結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0047]圖12是表示另一實施方式的第一馬達及第二馬達的轉(zhuǎn)速隨動力傳遞裝置的速度比的變化的圖；
[0048]圖13是表示現(xiàn)有技術(shù)中的高速模式及低速模式下的馬達的轉(zhuǎn)速變化的圖。
【具體實施方式】
[0049]以下，參照附圖對本發(fā)